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Schaltapparate.
Zur Unterdrückung des Offnungsfunkens bei elektrischen Schaltapparaten hat man bereits vorgeschlagen, sogenannte Blasmagnete anzuordnen, in deren Kraftlinienfeld die Unterbrechungsstellen
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zu einem raschen Erlöschen des Lichtbogens beitragen.
Um die Bildung eines Lichtbogens nach Möglichkeit zu vermeiden, im Falle seines Entstehens ihn jedoch so rasch wie möglich unwirksam zu machen, wird erfindungsgemäss vorgeschlagen, beliebig viele parallel oder hintereinander geschaltete Kontakte derart auf den die Blasmagnete tragenden Kontaktbrücken anzuordnen, dass die Kontaktunterbrechungen unter dem unmittelbaren Einfluss der Kraftlinien an mehreren Stellen gleichzeitig erfolgen. Diese Ausbildung des Schaltapparates hat den Vorteil, dass einmal der etwa entstehende Lichtbogen sich auf mehrere Unterbreehungsstellen verteilt, also in seiner Wirksamkeit geschwächt wird.
Die Teilung in mehrere Unterbrechungsstellen gewährleistet ferner durch die Vergrösserung der Kontaktoberfläche eine genügende Kühlung und schliesslich hat die Anordnung der Blasmagnete unmittelbar auf den Kontaktbrücken grösstmögliche Blaswirkung zur Folge.
Um diese letztere besonders zur Geltung zu bringen, können die Kontaktbrücken selbst als Blasmagnete ausgebildet sein. Die Kraftlinien des oder der Blasmagnete durchsetzen bei der neuen Ausbildung unmittelbar nach ihrem Austritt aus den Magneten gleichmässig alle Unterbrechungsstellen, so dass die Bildung eines Lichtbogens bereits im Keim verhindert oder erschwert wird.
Eine sehr zweckmässige Ausbildung des Schaltapparates ergibt sieh, wenn die Kontakte konzentrisch angeordnet werden. Sie können dann sowohl in axialer wie auch radialer oder tangentialer Richtung in und ausser Berührung gebracht werden. Es ist belanglos, welche von den Kontaktbrücken feststehend und welche beweglich angeordnet sind. Es können selbstverständlich auch beide oder mehrere Kontaktserien mechanisch oder elektrisch in dem Magnetfeld bewegt werden.
Bei Schaltapparaten mit radialer Bewegung der Kontaktstücke empfiehlt sieh die Anordnung eines konisch ausgebildeten Stiftes, welcher von den Magnetkernen eines Solenoids od. dgl. axial bewegt wird und hiebei die Kontaktstileke aus- einanderdrückt. Zum Ausgleich etwaiger unregelmässiger Abnutzungen können die Kontaktstücke federnd ausgebildet oder gelagert sein.
Der Erfindungsgegenstand findet eine äusserst zweckmässige Verwendung bei Schaltapparaten in Form von Selbstschalter od. dgl. Dabei hat es sich als zweckmässig erwiesen, die eine der beiden Kontaktbrücken mit einem beweglichen Fusskontakt in Verbindung zu bringen, durch welchen das Kontaktstück beim Herausschrauben des Stöpsels in Schlusslage gebracht wird.
Die Zeichnung zeigt Ausfuhrungsbeispiele des Erfindungsgegeilstandes.
Fig. 1 stellt schematisch die Anordnung der Kontakte im Aufriss dar ; Fig. 2 und 3 zeigen die Kontakte in Sehlusslage bzw. geöffnet im Grundriss ; Fig. 4 zeigt ein verändertes Ausführungsbeispiel ; Fig. 5 zeigt die bew gliche Ausbildung beider KontaktbrÜcken ; Fig. 6 zeigt einen Schalter mit radial beweglichen Kontakten im Aufriss ; Fig. 7 und 8 den gleichen Schalter geschlossen bzw. geöffnet im Grundriss ; Fig. 9-12 zeigen die Ausbildung der Kontaktstücke ; Fig. 13-16 zeigen den Schalter als in Stöpselform ausgebildeten Selbstschalter, u. zw. Fig. 13 in geschlossener Stellung ; Fig. 14 den Grundriss einer
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Ausführungsform mit radial bewegten Kontakten ; Fig. 15 den Schalter geöffnet und Fig. 16 den Grundriss einer Ausführungsform mit vertikal bewegten Kontakten.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1-3 ist die Kontaktbrücke 1 mit den Kontakten 4 fest, die andere Kontaktbrücke 3 mit den Kontakten 2 beweglich angeordnet. Die Kontaktbrücke 3 wird durch den Anker 6 eines Solenoids in der Pfeilrichtung bewegt. Die Anordnung der Kontakte ist derart, dass der Strom bei dem mit (+) bezeichneten Kontakt 4 eintritt, die Kontaktstellen in der Reihenfolge 4, 2, 4, 2 usw. durchfliesst und von dem mit (-) bezeichneten Kontakt 4 aus weitergeleitet wird. Zur Sicherheit befindet sich zwischen den Kontakten 4 (+) und 4 (-) eine Trennwand 9 aus isolierendem Material.
Die Unterbrechung der Kontaktreihe erfolgt dadurch, dass der Kern 6 mit der KontaktbrÜcke 3 in der Pfeilrichtung bewegt wird (Fig. 1), sobald die Spule 7 vom Strom durchflossen wird. Unerheblich ist es, welche von den Kontaktbrücken fest und welche beweglich angeordnet ist. Fig. 4 zeigt die umgekehrte Ausbildung wie Fig. 1. Die untere Kontaktbrücke ist beweglich, die obere fest. Es können aber auch beide Kontaktbrücken beweglich sein, wie Fig. 5 veranschaulicht. Bei dieser letzteren Anordnung ist die Wirkung insofern eine besonders günstige, als sich der Kraftlinienfluss auf sämtliche Kontaktstellen gleichmässig und voll verteilt ; es findet im ganzen Kontaktbereich eine noch bessere Durchsetzung der Kraftlinien statt.
Es steht natürlich nichts im Wege, die Kontakte statt in axialer in radialer oder tangentialer Richtung sich bewegen zu lassen. Eine Anordnung mit radialer Bewegungsrichtung ist in den Fig. 6 bis 8 dargestellt. An dem Anker 6 befindet sich ein Konus 8, gegen welchen sich Verlängerungsstucke der beweglichen Kontakte 2 aus Isoliermaterial legen, die entweder in den Teilen 10, 10'gelagert sind oder irgendwie zwangläufig mit dem Konus in Verbindung stehen. Dieser Schaltapparat wirkt derart, dass, wenn der Kern 6 von dem Solenoid nicht eingezogen ist, die Kontakte 2,4, 2,4 usw. geschlossen sind, während der Stromkreis bei eingezogenem Kern unterbrochen wird. Fig. 7 zeigt den Schalter geschlossen, Fig. 8 denselben geöffnet.
Um einen mechanischen Ausgleich an den Berührungsstellen zu erzielen, können die Kontakte, wie Fig. 9 zeigt, beweglich angeordnet sein. Sie sind dann an federnden Teilen 11, z. B. Bronzeblech, um den Punkt 12 drehbar gelagert. Die Kontakte können beliebig geformt, z. B. kugel-oder halbkugelförmig (Fig. 10 oder 12) als Flächen (Fig. 11) oder sonstwie ausgebildet, auch federnd angeordnet sein.
Wie schon erwähnt, bietet die Erfindung besondere Vorteile bei kleinen Selbstschalter jeder Art und Form sowie auch bei Selbstschalter in Verbindung mit Installationsapparaten. Ein derartiger Selbstschalter ist in den Fig. 13-16 in beispielsweiser Ausführung dargestellt. Mit 14 ist ein Sockel bezeichnet, der die Kontakte 4,4 trägt. Diese Kontakte sind zweckmässig als Halbkugeln ausgebildet, deren jede an einem federnden Glied 1. um den Punkt 16 beweglich ist. Eine mit 3 bezeichnete Brücke trägt Gegenkontakte 2, die in der aus Fig. 14 ersichtlichen Weise mit den Kontakten des Sockels 14 in Eingriff stehen.
Die Kontakte des Sockels 14 und der Brücke 3 können einander auch so gegenüberstehen, dass sie nicht ineinander greifen, sondern unmittelbar aufeinander liegen. Die Brücke 3 mit ihren Kontakten 2 ist beweglich gelagert und wird in zwei Grenzstellungen, u. zw. in der Ein-und Ausschaltstellung, gehalten.
Die Feststellung erfolgt durch einen Doppelkonus 17 und durch die unter Federdruck stehenden Kugeln 18.
Die Bewegung der Kontaktbrücke wird durch eine Stange 19 bewirkt, die an den Enden Mitnehmerscheiben 20 und 21 od. dgl., trägt. Diese Einrichtung wird durch einen als Fusskontakt ausgebildeten Mitnehmer 22 gesteuert, der durch eine Feder 23 derart bewegt wird, dass bei 2 und 4 Kontaktschluss erfolgt. Unterbrechungen an den Kontaktstellen 2 und 4 werden ausgelöst, indem der mit 6 bezeichnete Eisenkern, der sich in einer Magnetspule, unabhängig von der Stange 19 vollkommen frei bewegen kann, -gegen eine ebenfalls auf der Stange j ! ss freibewegliehe Hülse 24 stösst, die ihrerseits die Kontaktbrücke unter Überwindung des Widerstandes der Feststellvorrichtung 1'7, 18 bewegt und die Unterbrechung bewirkt.
Der Schaltvorgang ist folgender : Nach Fig. 13 ist der Stöpsel noch nicht in das Sicherungselement eingeschraubt. In diesem Zustande befinden sich die Kontakte immer in der Einschaltstellung. Beim Einschrauben in das Sicherungselement findet eine Verschiebung des unter Federdruck stehenden Kontaktfusses 22 statt, ohne indessen die Kontaktbrücke 3 irgendwie zu beeinflussen. Tritt nun Überstrom oder Kurzschluss auf, so wird der Magnetkern 6 in der Pfeilrichtung gegen die freibewegliehe Hülse 24 und diese gegen die Kontaktbrücke 3 drücken ; die Folge davon ist, dass sämtliche Kontaktstellen gleichzeitig unterbrochen werden, wobei das Kontaktorgan in der Gegenstellung durch die Feststelleinrichtung ! ?',. M gehalten wird.
Um den Schalter wieder in die Einschaltstellung zu bringen, muss man den Stöpsel aus dem Einschraubelement herausdrehen. Bei diesem Vorgang drückt die Feder 23 den Fusskontakt 22 weiterhin gegen die Kontaktstelle des Einschraubelementes, ohne dass an dieser Stelle eine Unterbrechung erfolgt.
Gleichzeitig hiemit nimmt der Fusskontakt 22 die Stange mit und legt die Kontaktbrücke 3 wieder in die Einschaltstellung. Die Kontakte berühren sich ; der Stöpsel kann wieder eingeschraubt werden und ist betriebsbereit. Die Einrichtung wird dabei zweckmässig so getroffen, dass der Kontaktschluss zwischen den Teilen 2 und 4 erst erfolgt, wenn der Stöpsel gänzlich herausgeschraubt ist, d. h. das Schliessen des Schalters kann nicht unter Strom erfolgen.
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Die Kontakte 2 können statt in vertikaler, auch in horizontaler, durch Pfeile gekennzeichneten Richtung durch magnetische Einwirkung, u. zw. unter Vermittlung eines konusförmigenTeiles 25 abgehoben werden. In diesem Falle sitzen die mit 2 bezeichneten Kontakte nicht an einem gemeinsamen Träger,
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kann auch eine andere Einrichtung getroffen sein. Die Feststellvorrichtung sitzt zweckmässig in einem besonderen, in dem Deekel eingesetztenTeil 26. Die Schalterteile können auch durch andere magnetische Einrichtungen bewegt werden, die beliebig gestaltet sein können. Die Kontaktbrücke'3 oder der Konus 17 kann auch mit einem von aussen zugänglichen Stift od. dgl., versehen sein, um die Brücke nach erfolgter Ausschaltung wieder in die Einschaltstellung zu bringen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Schaltapparat mit mehreren parallelen oder hintereinander geschalteten Kontakten, die unter dem unmittelbaren Einfluss der Kraftlinien vom Blasmagneten stehen, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontakte durch ax : ale oder radiale Bewegung derart in und ausser Berührung gebracht werden, dass jeder Kontaktgeber zwei gleichzeitig in Tätigkeit tretende Unterbrechungsstellen besitzt.
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Switchgear.
To suppress the opening spark in electrical switchgear, it has already been proposed to arrange so-called blow magnets, in whose force line field the interruption points
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contribute to rapid extinction of the arc.
In order to avoid the formation of an arc as far as possible, but to make it ineffective as quickly as possible if it occurs, it is proposed according to the invention to arrange any number of contacts connected in parallel or in series on the contact bridges carrying the blow magnets in such a way that the contact interruptions are below the Influence of the lines of force at several points take place simultaneously This design of the switching device has the advantage that once the arc that occurs is distributed over several interruption points, that is, its effectiveness is weakened.
The division into several interruption points also ensures sufficient cooling due to the enlargement of the contact surface and, finally, the arrangement of the blowing magnets directly on the contact bridges results in the greatest possible blowing effect.
In order to bring the latter to particular advantage, the contact bridges themselves can be designed as blow magnets. In the new design, the lines of force of the blow magnet (s) evenly penetrate all interruption points immediately after they exit the magnet, so that the formation of an arc is prevented or made more difficult in the bud.
A very useful design of the switchgear results when the contacts are arranged concentrically. They can then be brought into and out of contact in the axial as well as in the radial or tangential direction. It is irrelevant which of the contact bridges are fixed and which are movable. It goes without saying that both or more series of contacts can be moved mechanically or electrically in the magnetic field.
In switching devices with radial movement of the contact pieces, it is recommended to arrange a conical pin which is moved axially by the magnetic cores of a solenoid or the like and thereby pushes the contact styles apart. To compensate for any irregular wear and tear, the contact pieces can be resilient or mounted.
The subject of the invention is extremely useful in switching devices in the form of automatic switches or the like. It has proven to be useful to connect one of the two contact bridges to a movable foot contact, through which the contact piece is brought into the final position when the plug is unscrewed becomes.
The drawing shows exemplary embodiments of the invention.
Fig. 1 shows schematically the arrangement of the contacts in elevation; 2 and 3 show the contacts in the closed position and open in plan; Fig. 4 shows a modified embodiment; Fig. 5 shows the possible design of both contact bridges; Fig. 6 shows a switch with radially movable contacts in elevation; 7 and 8 show the same switch closed and open in plan; 9-12 show the design of the contact pieces; 13-16 show the switch as a plug-shaped self-switch, u. between FIG. 13 in the closed position; 14 shows the plan of a
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Embodiment with radially moved contacts; 15 shows the switch open; and FIG. 16 shows the plan view of an embodiment with vertically moved contacts.
In the embodiment according to FIGS. 1-3, the contact bridge 1 with the contacts 4 is fixed, and the other contact bridge 3 with the contacts 2 is movably arranged. The contact bridge 3 is moved in the direction of the arrow by the armature 6 of a solenoid. The arrangement of the contacts is such that the current enters the contact 4 marked (+), flows through the contact points in the order 4, 2, 4, 2 etc. and is passed on from the contact 4 marked (-). For safety, there is a partition 9 made of insulating material between contacts 4 (+) and 4 (-).
The series of contacts is interrupted in that the core 6 with the contact bridge 3 is moved in the direction of the arrow (FIG. 1) as soon as the current flows through the coil 7. It is irrelevant which of the contact bridges is fixed and which is movable. Fig. 4 shows the reverse design as Fig. 1. The lower contact bridge is movable, the upper fixed. However, both contact bridges can also be movable, as illustrated in FIG. 5. With this latter arrangement, the effect is particularly favorable in that the flow of lines of force is evenly and fully distributed over all contact points; there is an even better enforcement of the lines of force in the entire contact area.
Of course, there is nothing to prevent the contacts from moving in a radial or tangential direction instead of in an axial direction. An arrangement with a radial direction of movement is shown in FIGS. On the armature 6 there is a cone 8, against which extension pieces of the movable contacts 2 made of insulating material lie, which are either mounted in the parts 10, 10 'or are somehow inevitably connected to the cone. This switching device works in such a way that when the core 6 is not drawn in by the solenoid, the contacts 2, 4, 2, 4, etc. are closed, while the circuit is interrupted when the core is drawn in. FIG. 7 shows the switch closed, FIG. 8 the same open.
In order to achieve mechanical compensation at the contact points, the contacts, as FIG. 9 shows, can be arranged to be movable. You are then on resilient parts 11, for. B. bronze plate, rotatably mounted about point 12. The contacts can be of any shape, e.g. B. spherical or hemispherical (Fig. 10 or 12) as surfaces (Fig. 11) or otherwise formed, also resiliently arranged.
As already mentioned, the invention offers particular advantages in the case of small automatic switches of any type and shape as well as automatic switches in connection with installation apparatus. Such an automatic switch is shown in FIGS. 13-16 in an exemplary embodiment. With a base 14 is designated, which carries the contacts 4,4. These contacts are expediently designed as hemispheres, each of which is movable about point 16 on a resilient member 1. A bridge denoted by 3 carries mating contacts 2 which are in engagement with the contacts of the base 14 in the manner shown in FIG.
The contacts of the base 14 and the bridge 3 can also face one another in such a way that they do not interlock but lie directly on one another. The bridge 3 with its contacts 2 is movably mounted and is in two limit positions, u. between the on and off position, held.
The locking takes place by a double cone 17 and by the balls 18 which are under spring pressure.
The movement of the contact bridge is brought about by a rod 19 which carries drive disks 20 and 21 or the like at the ends. This device is controlled by a driver 22 designed as a foot contact, which is moved by a spring 23 in such a way that contact closure takes place at 2 and 4. Interruptions at the contact points 2 and 4 are triggered by the iron core marked 6, which can move completely freely in a magnetic coil, independently of the rod 19, against a likewise on the rod j! ss freely moving sleeve 24 pushes, which in turn moves the contact bridge overcoming the resistance of the locking device 1'7, 18 and causes the interruption.
The switching process is as follows: According to FIG. 13, the plug has not yet been screwed into the securing element. In this state the contacts are always in the on position. When screwing into the securing element, a displacement of the contact foot 22, which is under spring pressure, takes place without in any way influencing the contact bridge 3. If an overcurrent or short circuit now occurs, the magnetic core 6 will press in the direction of the arrow against the freely moving sleeve 24 and this against the contact bridge 3; the consequence of this is that all contact points are interrupted at the same time, with the contact element in the opposite position by the locking device! ? ',. M is held.
To bring the switch back to the on position, you have to unscrew the plug from the screw-in element. During this process, the spring 23 continues to press the foot contact 22 against the contact point of the screw-in element without an interruption occurring at this point.
At the same time, the foot contact 22 takes the rod with it and puts the contact bridge 3 back into the switched-on position. The contacts touch; the plug can be screwed back in and is ready for use. The device is expediently made so that the contact between the parts 2 and 4 only takes place when the plug is completely unscrewed, i.e. H. the switch cannot be closed when the power is on.
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The contacts 2 can instead of in the vertical, also in the horizontal direction indicated by arrows by magnetic action, u. betweenthe mediation of a conical part 25 are lifted off. In this case, the contacts marked with 2 do not sit on a common carrier,
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another facility may also be used. The locking device is conveniently located in a special part 26 inserted in the cover. The switch parts can also be moved by other magnetic devices, which can be designed in any way. The contact bridge 3 or the cone 17 can also be provided with an externally accessible pin or the like in order to bring the bridge back into the switched-on position after it has been switched off.
PATENT CLAIMS:
1. Switching device with several contacts connected in parallel or one behind the other, which are under the direct influence of the lines of force from the blow magnet, characterized in that the contacts are brought into and out of contact by ax: ale or radial movement in such a way that each contactor operates two at the same time Has occurring interruption points.